【精品】试论生态水利工程设计的基本原则

《【精品】试论生态水利工程设计的基本原则》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、试论生态水利工程设计的基木原则董哲仁（中国水利水电科学研究院北京100038）【摘要】文章简要分析了水利工程对于河流生态系统胁迫问题，提出应重视河流生态系统健康和町持续性的需求。生态水利工程学是水利工程学与生态学和融合产生的新分支学科,目的是改进和完善水利工程的规划设计方法。本文归纳了生态水利工程的五项基本原则，它们是：工程女全性与经济性原则，提高河流形态的空间异质性原则；牛态系统口设计与口我恢复原则；景观尺度与整体修复原则；反馈和调整设计原则。【关键词】牛态水利工程设计原则水利工程对经济与社会发展的巨大作用勿庸置疑

2、。但是也必须看到水利工程对河流主态系统造成了不同程度的干扰【1】。水利工程对于河流牛态系统的胁迫主要表现在两方面:—•是自然河流的渠道化。包括平而布置上的河流形态直线化，即将蜿蜒曲折的天然河流改造成立线或折线型的人工河流。包插河道横断而儿何规则化，即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断血。还包括河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等駛质材料。二是指自然河流的非连续化。筑坝是顺水流方向的河流非连续化，流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖，流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重

3、人变化。炸区内原来的森林、草地或农出统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原來河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质，气温较高时,促使藻类在水体衣层大量繁殖，产生水华现象。藻类蔓延遮盖住大植物的生长使之萎缩，ifU死亡的藻类沉入水底，在那里腐烂的同吋还消耗氧气。溶解氧含量低的水体会使水生生物“窒息而死”。山于水库的水深高于河流，在深水处阳光微弱，光合作用也弱，导致水库的生态系统比河流的生物生产童低，相对要脆弱，自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积，而坝下清水F泄乂加剧了对河道的冲蚀，这些变化都

4、人幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节，改变了自然河流年内丰枯的水文周期规律，即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走鳩生态系统的基本状况。最后，众所周知，不设鱼道的人坝对于池I游鱼类是致命的屏障。另一类非连续化是山于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质,被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法进入滩地产卵和觅食，也失去

5、了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的空态功能退化。概况地讲，被改造过的河流牛态系统是由三个子系统组成。即：由动物、植物和微牛物组成的生命系统，这是生态系统的主体。广义的水文系统，包折地表和地下水体、土地、气候系统等。再有就是工程设诞系统，这是人类改造河流的结果。后回两个子系统组成牛境,是生命支持系统。由于水利工程系统改变了河流形态，水丿牟调度运行乂改变了原有的水文规律，造成河流牛态系统的牛境变化，其结果可能造成河流牛态系统牛物郡落多样性的下降,使生态系统退化。对于水利工程对河流牛态系统的胁迫，应该采

6、取止视而不是回避的态度。传统意义上的水利工程学作为一门重要的工程学科，以建设水工建筑物为手段，忖的是改造和控制河流，以满足人们防洪和水资源利用等多种需求。现代科学发展使我们认识到，传统意义上的水利工程学在力图满足人的需求吋，却在不同程度上忽视了河流生态系统木身的需求。而河流生态系统的功能退化，也会给人们的长远利益带來损害。未來的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方曲，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，应兼顾水域生态系统的健康和口J持续性。从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工

7、程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学的理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学的新的学科分支一生态水利工程学（Eco-HydraulicEngineer!ng）o生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学【2】［31生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同吋

8、（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的口标。对于己建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）以及环境立法和资源管理-起，成为河流生态建设的主要手段之一。图1表示了生态水利工程在河流生态建设中的地位。图中右侧表示人类活动对自然河流牛态系统的干扰过稈，左侧表示人类活动对被干扰的河流牛态系统的